任务9WiMAX技术概述

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1、1问题引入问题引入1.WiMAX 作作为为“最最后后一一公公里里”的的宽宽带带无无线线连连接接方方案案，它有哪些特点和优势？它有哪些特点和优势？2.它的相关标准如何演进？它的相关标准如何演进？3.WiMAX产产业业化化发发展展如如何何？这这都都是是我我们们应应该该了了解解的的基基础内容。础内容。前前 言言WiMAX 的全名是全球微波接入互操作性（的全名是全球微波接入互操作性（Worldwide Interoperability for Microwave Access），又称为），又称为802.16无线城域网，无线城域网，是一种为企业和家庭用户提供是一种为企业和家庭用户提供“最后一公里最后一公

2、里”的宽带无线连接方案。的宽带无线连接方案。2007年年10月月19日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和和TD-SCDMA之后的第四个全球之后的第四个全球3G标准。标准。WiMAX是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连接。连接。WiMAX的无线信号传输距离最远可达的无线信号传输距离最远可达50公里，其网络覆盖面公里，其网络覆盖面积是积是3G基站的基站的10倍

3、。倍。前前 言言WiMAX是一项基于是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网标准的宽带无线接入城域网（Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN）技术。）技术。WiMAX亦常被称为亦常被称为IEEE Wireless MAN（Metropolitan Area Network），其基本目标是提供一种在城），其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下域网一点对多点的多厂商环境下,可有效地互操作的宽带无线接入手可有效地互操作的宽带无线接入手段。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成段

4、。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。41 1、WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点2 2、WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进3 3、WiMAX WiMAX 论坛论坛论坛论坛4 4、WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状5 5、实践活动、实践活动、实践活动、实践活动1 1 WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点WiMAX的主要特点可以简要概括为以下几点：的主

5、要特点可以简要概括为以下几点：（1）传输距离远）传输距离远WiMAX的无线信号传输距离最远可达的无线信号传输距离最远可达50公里，是无线局域网所公里，是无线局域网所不能比拟的，其网络覆盖面积是不能比拟的，其网络覆盖面积是3G（3rdGeneration，第三代移动通，第三代移动通信）基站的信）基站的10倍，只要建设少数基站就能实现全城覆盖，这样就使倍，只要建设少数基站就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。得无线网络应用的范围大大扩展。1 1 WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点（2）接入速度高）接入速度高WiMAX所能提供的最高接入速度是所能提供的最高接入速度是70Mbp

6、s，这个速度是，这个速度是3G所能所能提供的宽带速度的提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。步。WiMAX采用与无线采用与无线LAN（Local Area Network，局域网）标准，局域网）标准802.11a和和11g相同的相同的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）调制方式，每个频道的带宽为，正交频分复用）调制方式，每个频道的带宽为20MHz。这也和。这也和11a和和11g几乎相同。不过因为可通过室外固定天线稳定地几乎相同。不过因为可通过室外固定天线稳

7、定地收发无线电波，所以无线电波可承载的比特数高于收发无线电波，所以无线电波可承载的比特数高于11a和和11g。因此，。因此，可实现可实现74.81Mbps的最大传输速度。的最大传输速度。1 1 WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点（3）无）无“最后一公里最后一公里”瓶颈限制瓶颈限制作为一种无线城域网技术，它可以将作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连接到互联网，热点连接到互联网，也可作为也可作为DSL（Digital Subscriber Line，数字用户线）等有线接入，数字用户线）等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。W

8、iMAX可为可为50公里公里线性区域内的用户提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连线性区域内的用户提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。接。1 1 WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点（4）提供广泛的多媒体通信服务）提供广泛的多媒体通信服务由于由于WiMAX较之较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。高带宽可以将实现电信级的多媒体通信服务。高带宽可以将IP网的缺点大大降低，网的缺点大大降低，从而大幅度提高从而大幅度提高VoIP的的QoS（服务质量）。（服务质量）。从技术层面讲，从技术层面讲，WiMAX更适

9、合用于城域网建设的更适合用于城域网建设的“最后一公里最后一公里”无线接入部分，尤其适合新兴的运营商。无线接入部分，尤其适合新兴的运营商。91 1、WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点2 2、WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进3 3、WiMAX WiMAX 论坛论坛论坛论坛4 4、WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状5 5、实践活动、实践活动、实践活动、实践活动2 2 WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进不少人误以为不少人误以为WiMAX标准是由标准是由WiMAX论坛组织制订的，

10、实际上，论坛组织制订的，实际上，该论坛只是在落实该论坛只是在落实IEEE的的IEEE 802.16标准。标准。20世纪世纪90年代，宽带无年代，宽带无线接入技术快速发展起来，但市场一直没有快速扩大，一个很重要线接入技术快速发展起来，但市场一直没有快速扩大，一个很重要的原因就是没有统一的标准。的原因就是没有统一的标准。1999年，年，IEEE成立了成立了802.16工作组来工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标就是要建立一个全球统专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。而为了促进该标准的成功制订，诺基亚，一的宽带无线接入标准。而为了促进该标准的成功

11、制订，诺基亚，Harris（Intersil）与）与Ensemble发起成立了发起成立了WiMAX论坛，意图在全球论坛，意图在全球范围推广这一标准。范围推广这一标准。2001年底，年底，IEEE802.16工作组发布了其第一套工作组发布了其第一套标准：标准：IEEE802.16。2 2 WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进IEEE802.16标准具有覆盖范围大、数据传输率高、支持标准具有覆盖范围大、数据传输率高、支持TCP、IP协议、业务功能丰富、协议、业务功能丰富、QoS性能优异、安全性能高等主要特点。性能优异、安全性能高等主要特点。随着各种问题的出现和技术的进步，随着各种问题的

12、出现和技术的进步，WiMAX标准在不断地演进，标准在不断地演进，目前已经演进到目前已经演进到IEEE802.16k。表。表5-1为为WiMAX相关标准的发展情况。相关标准的发展情况。表表5-1 5-1 WiMAXWiMAX相关标准的发展情况相关标准的发展情况类别类别标标准号准号发发布布时时间间相相对应对应的技的技术领术领域域空中空中接口接口标标准准IEEE802.162002.41066GHz固定固定宽带宽带无无线线接入系接入系统统空中接口空中接口IEEE802.16a2003.4211GHz固定固定宽带宽带接入系接入系统统空中接口空中接口IEEE802.16c2002.101066GHz固定

13、固定宽带宽带接入系接入系统统的兼容性的兼容性IEEE802.16d2004.7266GHz固定固定宽带宽带接入系接入系统统空中接口空中接口IEEE802.16e2005.1226GHz固定和移固定和移动宽带动宽带无无线线接入系接入系统统空中接口管理信息空中接口管理信息库库IEEE802.16f2005.9固定固定宽带宽带无无线线接入系接入系统统空中接口管理信息空中接口管理信息库库MIB要求要求IEEE802.16g制定中制定中固定和移固定和移动宽带动宽带无无线线接入系接入系统统空中接口管理平面流程和服空中接口管理平面流程和服务务要求要求IEEE802.16h2008.7业业余余频带频带上运作的

14、无上运作的无线线网网络络系系统统IEEE802.16i制定中制定中宽带宽带无无线线接入系接入系统统空中接口移空中接口移动动MIB要求要求IEEE802.16k2007.3局域和城域网局域和城域网MAC网网桥桥IEEE 802.16桥桥接接IEEE802.16m计计划划2009年年适适应应下一代下一代移移动动通信通信网网络络的需求，定的需求，定义义了一种基于了一种基于 WirelessMAN-OFDMA 的增的增强强型空口型空口共存共存问题问题标标准准IEEE802.16.2-20012001.91066GHz固定固定宽带宽带接入系接入系统统的共存的共存IEEE802.16.2a2003.421

15、1GHz之之间许间许可可带宽带宽的系的系统统共存共存一致一致性性标标准准IEEE802.16.12003.61066GHz无无线线MAN2SC空中接口的空中接口的协议协议一致性一致性说说明明（PICS）形式）形式IEEE802.16.21066GHz无无线线MAN2CS空中接口的空中接口的测试测试集集结结构和构和测试测试目的目的（TSS&TP）2 2 WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进在上述的一系列标准中，物理层标准包括在上述的一系列标准中，物理层标准包括IEEE802.16a、16d和和16e。由于。由于IEEE802.16工作在毫米波段，建筑物及各种地理环境对其工作在毫米波段

16、，建筑物及各种地理环境对其影响太大，于是有了修改版本影响太大，于是有了修改版本IEEE802.16a，工作频段为，工作频段为211 GHz，并包括了业余频段。该频段能以更低的成本提供更大的用户覆盖。，并包括了业余频段。该频段能以更低的成本提供更大的用户覆盖。另外，另外，IEEE 802.16a的的MAC层提供层提供QoS保证机制，可支持语音和视保证机制，可支持语音和视频等实时性业务，能适应各种物理层环境。频等实时性业务，能适应各种物理层环境。2 2 WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进不过，不过，IEEE802.16a标准仅仅是标准仅仅是IEEE802.16标准的修改和扩展，标准的

17、修改和扩展，不是一个独立的标准，所以不是一个独立的标准，所以IEEE802.16组织又制订了组织又制订了IEEE 802.16d。该标准对。该标准对IEEE 802.16和和IEEE 802.16a进行了整合和修订，是相对进行了整合和修订，是相对比较成熟并且最具实用性的一个标准版本。比较成熟并且最具实用性的一个标准版本。作为增强版的作为增强版的IEEE802.16e的成功制订，无疑是的成功制订，无疑是WiMAX技术的一技术的一个最重要的里程碑。因为它成功地将该技术引入移动领域，它工作个最重要的里程碑。因为它成功地将该技术引入移动领域，它工作在在26GHz频段，支持移动性的宽带无线接入空中接口标

18、准。实现了频段，支持移动性的宽带无线接入空中接口标准。实现了高速数据业务的宽带无线移动接入，还支持基站或扇区间高层切换高速数据业务的宽带无线移动接入，还支持基站或扇区间高层切换功能。除此之外，功能。除此之外，IEEE802.16e还能向下兼容还能向下兼容IEEE802.16d。2 2 WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进除了以上几个物理层标准外，另外还有除了以上几个物理层标准外，另外还有3个重要标准：它们是个重要标准：它们是IEEE802.16c/f/g。它们分别定义了系统。它们分别定义了系统MAC层和物理层的管理信息层和物理层的管理信息库以及相关的管理流程和设备的互操作性和对网络

19、资源、移动性和库以及相关的管理流程和设备的互操作性和对网络资源、移动性和频谱的有效管理。值得一提的是，频谱的有效管理。值得一提的是，IEEE802.16f/g这两个标准是这两个标准是WiMAX论坛组织在中国深圳提出的，目的是在网络管理层面形成新论坛组织在中国深圳提出的，目的是在网络管理层面形成新标准。标准。161 1、WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点2 2、WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进3 3、WiMAX WiMAX 论坛论坛论坛论坛4 4、WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状5

20、5、实践活动、实践活动、实践活动、实践活动3 3 WiMAXWiMAX 论坛论坛WiMAX论坛是论坛是2001年年6月在美国加州注册的以产业界为主导的非月在美国加州注册的以产业界为主导的非赢利经济组织，旨在促进赢利经济组织，旨在促进WiMAX在全球发展和产业化应用，促进在全球发展和产业化应用，促进IEEE 802.16标准规定的宽带无线网络的应用推广，保证采用相同标标准规定的宽带无线网络的应用推广，保证采用相同标准的不同厂家的宽带无线接入设备之间的互联互通或互操作性。准的不同厂家的宽带无线接入设备之间的互联互通或互操作性。WiMAX论坛是唯一在无线宽带接入领域倡导兼容性和互操作性论坛是唯一在无

21、线宽带接入领域倡导兼容性和互操作性的组织，随着其测试和认证的进程，的组织，随着其测试和认证的进程，WiMAX论坛认证（论坛认证（WiMAX Forum Certified）于）于2004年年底问世。原来每个解决方案都是按年年底问世。原来每个解决方案都是按照顾客的需要定制，彼此之间无法实现互操作。照顾客的需要定制，彼此之间无法实现互操作。WiMAX论坛认证的论坛认证的每一个设备和每一个设备和WiMAX论坛认证的其他设备都是可互操作性的。论坛认证的其他设备都是可互操作性的。3 3 WiMAXWiMAX 论坛论坛WiMAX论坛认证意味着业务提供商可以从多个公司购买设备，论坛认证意味着业务提供商可以从

22、多个公司购买设备，并确信这些设备都可以互操作，意味着更加富有竞争力的通信业，并确信这些设备都可以互操作，意味着更加富有竞争力的通信业，意味着更低成本的宽带无线在全球各地更加迅速地发展。意味着更低成本的宽带无线在全球各地更加迅速地发展。目前，目前，WiMAX 论坛的成员超过了论坛的成员超过了150 家公司，包括多家服务供家公司，包括多家服务供应商、系统供应商、零部件公司和芯片制造商。应商、系统供应商、零部件公司和芯片制造商。3 3 WiMAXWiMAX 论坛论坛WiMAX 论坛的主要成员包括论坛的主要成员包括Airspan、阿尔卡特、阿尔卡特、Alvarion、Analog Devices、An

23、drew公司、公司、Aperto Networks、Axxcelera Broadband Wireless、富士通、华为、英特尔、富士通、华为、英特尔、NextNet Wireless、Proxim Wireless Networks、Redline Communications、西门子、西门子、SiWave、SR Telecom、Stratex Networks、Vyyo、Wi-LAN、Winova Wireless、Wavesat 和和ZTE等。通过网址等。通过网址www.WiMAX.com可获得可获得WiMAX 论坛所有成员公司的名单。论坛所有成员公司的名单。201 1、WiMAXWi

24、MAX的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点2 2、WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进3 3、WiMAX WiMAX 论坛论坛论坛论坛4 4、WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状5 5、实践活动、实践活动、实践活动、实践活动4 4 WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状（1）设备研发进度）设备研发进度支持支持IEEE802.16e的芯片已经推出，初期阶段的设备将支持固定的芯片已经推出，初期阶段的设备将支持固定和游牧方式，支持全移动方式的设备将在和游牧方式，支持全移动方式的设备将在12年后推出。从终端的

25、形年后推出。从终端的形式而言，目前主要以笔记本和式而言，目前主要以笔记本和CPE为主。面向个人用户市场的手持为主。面向个人用户市场的手持式式 PDA终端全移动业务应用，商用时间估计要到终端全移动业务应用，商用时间估计要到2010 年以后。年以后。2007年年12月，月，WiMAX论坛已经开始进行移动论坛已经开始进行移动 WiMAXWAVE2 Phasel的认证，如果认证工作顺利进行，则意味着满足互通要求的终的认证，如果认证工作顺利进行，则意味着满足互通要求的终端和基站将会逐渐成熟。端和基站将会逐渐成熟。4 4 WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状（2）频率资源）频率资源频率问题是目

26、前频率问题是目前WiMAX产业发展面临的最大问题，目前全球没产业发展面临的最大问题，目前全球没有统一的频段，已明确分配有统一的频段，已明确分配WiMAX 使用频率资源的国家较少，而使用频率资源的国家较少，而且不统一。且不统一。WiMAX技术纳入到了技术纳入到了IMT2000的家族，将在今后频率的分配上的家族，将在今后频率的分配上带来一定的好处。带来一定的好处。4 4 WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状（3）应用现状）应用现状已经商用或者有明确商用计划的运营商分布在美国、韩国、日本、已经商用或者有明确商用计划的运营商分布在美国、韩国、日本、澳大利亚和印度等地区，但大部分地区还没有规

27、模商用，并且已有澳大利亚和印度等地区，但大部分地区还没有规模商用，并且已有的应用还是以固定接入为主。目前，的应用还是以固定接入为主。目前，WiMAX产业主要以推动移动产业主要以推动移动WiMAX的发展为主，其中美国的发展为主，其中美国Sprint和韩国和韩国KT的进度相对较快。的进度相对较快。4 4 WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状WiBro（WirelessBroadband）是韩国提出的宽带无线接入服务，）是韩国提出的宽带无线接入服务，应用在应用在2.3GHz频段上。频段上。WiBro标准完全遵从标准完全遵从IEEE 802.16e标准，可标准，可以看作是以看作是IEEE

28、802.16e标准的子集，采用标准的子集，采用OFDMA/TDD技术，系统技术，系统带宽带宽9MHz，下行速率，下行速率l8.4Mbit/s上行速率上行速率6.1Mbit/s。韩国的。韩国的 WiBro目前已经商用，其中规模比较大的是目前已经商用，其中规模比较大的是KT的网络，主要用于提供移动的网络，主要用于提供移动宽带无线接入业务。宽带无线接入业务。美国美国Sprint-Nextel也宣布将采用移动也宣布将采用移动WiMAX技术，使用技术，使用2.52.69GHz的频段，网络建设从的频段，网络建设从2007年开始进行，首先应用于便携年开始进行，首先应用于便携和游牧的场景，后续将会出支持移动的

29、手持终端和和游牧的场景，后续将会出支持移动的手持终端和PDA。251 1、WiMAXWiMAX的主要特点的主要特点的主要特点的主要特点2 2、WiMAXWiMAX相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进相关标准的演进3 3、WiMAX WiMAX 论坛论坛论坛论坛4 4、WiMAXWiMAX产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状产业化发展现状5 5、实践活动、实践活动、实践活动、实践活动（1）实践目的）实践目的了解了解WiMAX相关标准的演进和产业化发展现状。相关标准的演进和产业化发展现状。（2）实践要求）实践要求各位学员分成两组（标准演进组和产业化发展组）分别完成。各位学员分成两组（标

30、准演进组和产业化发展组）分别完成。实践活动：调研实践活动：调研WiMAXWiMAX相关标准的演进和产业化发展现状相关标准的演进和产业化发展现状（3）实践内容）实践内容 调研调研WiMAX相关标准的演进情况。相关标准的演进情况。1999年，年，IEEE成立了成立了802.16工作组来专门研究宽带固定无线接入工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。技术规范，目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。2001年底，年底，IEEE802.16工作组发布了其第一套标准：工作组发布了其第一套标准：IEEE802.16。随着各种问题的出现和技术的进步，随着

31、各种问题的出现和技术的进步，WiMAX标准在不断地演进，目标准在不断地演进，目前已经制定了空中接口标准、共存问题标准、一致性标准。前已经制定了空中接口标准、共存问题标准、一致性标准。调研调研WiMAX产业化发展现状。产业化发展现状。WiMAX产业化发展与芯片和终端的发展关系密切，同时又受到频产业化发展与芯片和终端的发展关系密切，同时又受到频率资源的约束。调研各主要国家频率资源的使用情况、各主要设备率资源的约束。调研各主要国家频率资源的使用情况、各主要设备商芯片研发计划及终端和商用计划。商芯片研发计划及终端和商用计划。实践活动：调研实践活动：调研WiMAXWiMAX相关标准的演进和产业化发展现状相关标准的演进和产业化发展现状